双向多模太赫兹轨道角动量天线制造技术

本发明专利技术属于通信技术领域，具体为双向多模轨道角动量波天线。本发明专利技术天线由超材料单元经旋转不同角度并周期延拓形成的二维阵列和螺旋超表面组成；螺旋超表面是以中心为轴旋转、高度随着旋转角度增加而阶梯式递增的螺旋相位板，处于天线中心位置；超材料单元的二维阵列分为八个子阵列；这八子阵列依次排布于螺旋超表面周围的八个方位，形成一个方形天线；超材料单元由金属贴片、介质基板和金属地叠合组成；本发明专利技术天线可将圆极化方式入射的平面波转换成轨道角动量波，并通过反射和透射方式形成双向的多模轨道角动量波，改变超材料单元的排布方式或者螺旋相位板的高度可以形成不同模式的轨道角动量波，具有多模复用、设计灵活、结构简单等优点。构简单等优点。构简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
双向多模太赫兹轨道角动量天线


[0001]本专利技术属于通信
，具体涉及能够产生双向多模太赫兹轨道角动量波的天线。

技术介绍

[0002]随着当代科技水平的迅速发展，尤其是对于通信领域的需求越发提高，更高的频带利用率和信道容量成为当前热门的发展方向，轨道角动量（Orbital angular momentum, OAM）由于其携带具有相互正交特性的拓扑荷，可以保持各自的相位独立传输，提高了频带利用率的同时也有效提高了波束的抗干扰能力。
[0003]当电磁波携带了轨道角动量之后变成为了涡旋电磁波，涡旋电磁波的相位波前会随着传播的方向螺旋扭曲，并且涡旋波束会产生强度低或者为零的中心点。当前产生OAM的研究方法有很多，主要有运用圆形阵列天线，螺旋相位板、螺旋反射面或者超表面，但是阵列天线用于产生太赫兹频段的OAM需要非常复杂的馈电网络，而其他方式在产生单频点的多模太赫兹OAM波上存在局限性。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的不足和缺陷，提供能够产生双向多模太赫兹轨道角动量（OAM）波的天本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向多模太赫兹轨道角动量天线，其特征在于，是将圆极化入射平面波转换为双向多模太赫兹OAM波；该天线由超材料单元经旋转不同角度并周期延拓形成的超材料单元二维阵列和螺旋超表面组成；所述螺旋超表面是以中心为轴旋转、高度随着旋转角度的增加而阶梯式递增的螺旋相位板，为一方形，处于整个天线的中心位置；所述超材料单元的二维阵列分为八个子阵列，各子阵列的大小与螺旋超表面大小匹配；这八子阵列依次排布于螺旋超表面周围的八个方位，形成一个方形天线；所述螺旋超表面中，螺旋递增的梯度面共八个，相邻的梯度面依次递增相同的高度；即螺旋相位板的八个梯度面，每个梯度面对应的圆心角均为45度；并且，螺旋相位板的八个梯度由低到高同步递增；所述超材料单元由一层金属贴片、一层介质基板和一层金属地从上向下依次堆叠组成；其中，金属贴片为椭圆形，其中心部位开有叉型凹槽。2.根据权利要求1所述的双向多模太赫兹轨道角动量天线，其特征在于，所述超材料单元二维阵列的八个子阵列，每个子阵列有8*8=64个超材料单元，八个子阵列共有64*8=512个超材料单元。3.根据权利要求2所述的双向多模太赫兹轨道角动量天线，其特征在于，所述超材料单元二维阵列的八个子阵列，是由超材料单元旋转不同角度后延拓形成；具体地，以金属贴片中心为原点，绕着z轴旋转，在超表面的水平面内旋转一定角度φ，旋转的角度φ与相位变化呈现线性关系，并且在旋转0度到180度时可以覆盖0度到360度的相位变换范围，再将旋转后的单元在超表面的水平面内进行平移延拓相等的间隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨曜榜，杨国敏，刘小茶，张俊文，迟楠，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：